نحوه شروع سوئیچینگ منبع تغذیه ایمن و قابل اطمینان
در طراحی منبع تغذیه سوئیچینگ، طراحی مدار راه اندازی اغلب بر عملکرد راه اندازی، راندمان تبدیل و پایداری منبع تغذیه سوئیچینگ تحت دمای بالا و فشار بالا تأثیر می گذارد. چگونه ماژول منبع تغذیه سوئیچینگ الکترونیکی ZLG Zhiyuan یک مدار راه اندازی پایدار، کارآمد و ایمن طراحی می کند؟
در حالی که مدار راه اندازی انرژی را برای سیستم فراهم می کند، به دلیل از دست دادن جدی آن در شرایط شدید، خطراتی را برای پایداری منبع تغذیه به همراه خواهد داشت. یک مدار راه انداز خوب فقط هنگام راه اندازی سیستم منبع تغذیه انرژی را تامین می کند و زمانی که سیستم به طور معمول کار می کند از کار می افتد. پس چگونه می توانیم مدار راه اندازی را ایمن و قابل اعتماد کنیم و پس از برقراری ولتاژ خروجی از کار خودداری کنیم؟ بیایید مدار راه اندازی منبع تغذیه سوئیچینگ را با من در میان بگذاریم!
مفهوم طراحی مدار راه اندازی
محدوده ولتاژ ورودی منبع تغذیه سوئیچینگ DC-DC گسترده است و تراشه آی سی منبع تغذیه به ولتاژ کاری پایدار نیاز دارد، بنابراین مدار راه اندازی باید ولتاژ راه اندازی ایمن و پایدار را برای آی سی ارائه دهد. همانطور که در شکل 1 زیر نشان داده شده است، عمدتا یک مدار راه اندازی ساده است که از مقاومت ها و لوله های تثبیت کننده ولتاژ تشکیل شده است. در حالت عادی، مدار راهاندازی انرژی زیادی مصرف میکند، به خصوص زمانی که منبع تغذیه سوئیچینگ در محیط دمای بالا، ولتاژ ورودی بالا و خروجی کامل قرار دارد، مدار راهاندازی به طور جدی بیش از حد گرم میشود که به راحتی برای پایداری سیستم خطراتی را به همراه خواهد داشت. و راندمان تبدیل منبع تغذیه سوئیچینگ را کاهش می دهد.
بنابراین مدار راه اندازی برای تامین انرژی آی سی برق و مدار حفاظتی طولانی مدت مناسب نیست و عموما فقط انرژی سیستم را در زمان راه اندازی تامین می کند. هنگامی که ولتاژ خروجی برقرار می شود، سیم پیچ کمکی با تلفات کمتر انرژی را برای تراشه و مدار حفاظتی تامین می کند و مدار راه اندازی باید در این زمان کار خود را متوقف کند.
طراحی مدار راه اندازی رایج
در حال حاضر، مدار راه اندازی که معمولاً در منبع تغذیه سوئیچینگ استفاده می شود از دو تریود برای تقویت ثانویه استفاده می کند که می تواند معادل یک منبع تغذیه تنظیم شده خطی سه ترمینال باشد. مزایای سرعت راه اندازی سریع، عملکرد ایمن و قابل اعتماد و توقف فوری پس از ایجاد ولتاژ خروجی را دارد.
ولتاژ ورودی VIN جریان IB را برای ترانزیستور NPN Q1 که در ناحیه تقویت است، فراهم می کند و آی سی جریان تقویت کننده و پایه ترانزیستور PNP Q2 است. با کنترل جریان آی سی، Q2 می تواند در حالت اشباع باشد و خازن C را با جریان اشباع IE شارژ کند تا زمانی که Q2 در حالت نیمه بسته یا نیمه اشباع باشد. در این زمان، خازن معادل یک منبع جریان ثابت برای تامین انرژی برای تراشه آی سی است. هنگامی که ولتاژ خازن به مقدار مشخصی کاهش می یابد، مدار راه اندازی به شارژ خازن ادامه می دهد تا زمانی که منبع تغذیه کمکی دارای ولتاژ شود و سپس Q1 از طریق تقسیم ولتاژ بین مقاومت های R2 و R3 خاموش می شود. در این زمان، مدار راه اندازی از کار می افتد و سپس منبع تغذیه تراشه به طور کامل توسط سیم پیچ کمکی تامین می شود.
راه اندازی منبع تغذیه سوئیچینگ را می توان به سه مرحله تقسیم کرد. در مرحله اول، IE خازن C را با جریان تقریباً 1 میلی آمپر در هنگام روشن شدن شارژ می کند. هنگامی که ولتاژ VDD به mosfet UCC28C40 می رسد، وارد مرحله دوم می شود، جایی که جریان اشباع به 5 میلی آمپر افزایش می یابد و خازن در حین تامین برق آی سی به شارژ شدن خود ادامه می دهد. هنگامی که ولتاژ خروجی برقرار شد، وارد مرحله سوم می شود، زمانی که جریان IE صفر شد، مدار راه اندازی متوقف می شود و ولتاژ VDD به ولتاژ سیم پیچ کمکی می رسد. در کل فرآیند شروع، جریان IE نسبتاً کم و ملایم است، بنابراین مدار ایمن و قابل اعتماد است.
